一种潮间带打桩船和打桩船的移动方法

技术领域

本发明涉及一种潮间带打桩船，本发明还涉及一种上述打桩船的移动方法。

背景技术

潮间带，被定义为涨潮时被海水淹没，退潮时露出水面的地带，通常指的是平均最高潮位和最低潮位间的海岸范围。潮间带通常覆盖较厚的淤泥，以某地滨海地区为例，其淤泥厚度最深可以达到20到50米，淤泥的承载能力有限，因此普通的工程机械入场困难，设置的临时施工便道受潮水影响易被破坏。以东部沿海江苏和浙江为例，每次涨落潮2次，潮差可以达到数米，以杭州湾为例其潮差可以达到8米以上，现有技术中，通常采用打桩船对潮间带进行打桩作业。当潮水退后，打桩船在潮间带难以移动，打桩船无法在潮间带继续打桩作业，即涨潮落潮不能连续施工，影响打桩效率。公开号为CN215165551U的中国专利公开了全液压智能水陆两用自行式多功能打桩机，通过巧妙地利用了液压伸缩支腿实现定位行走，可施工最大水深15米，不足的是，通过支撑腿支撑通常需要较为坚实的海底结构，而在潮间带广泛存在的厚淤泥层通常无法提供足够的支撑以满足其在潮间带移动。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的在于提供一种在涨落潮时可在潮间带移动的打桩船，实现涨潮落潮的连续打桩作业，本发明的目的还在于提供一种打桩船的移动方法。

为此，本发明的一种潮间带打桩船，包括船体，所述船体的两侧连接横梁，横梁的下方通过伸缩杆与压力舱连接，所述横梁可在驱动装置驱动下沿水平方向转动。

进一步的，所述横梁固定在转座上，所述装置活动连接在底座上，所述底座上安装有与底座固定连接的齿轮，所述驱动装置驱动所述齿轮带动底座和横梁转动。

所述横梁的侧壁与液压装置连接，以这样的方式使得横梁在液压装置带动下转动。

进一步的，所述横梁的一端设有转盘并通过轴活动连接在船体上，所述转盘的下方设有转珠底座。

进一步的，所述压力舱包括进水口，所述船体设有储水箱，所述储水箱与压力舱连通，海水可在所述储水箱和压力舱间转移。

进一步的，还包括控制系统，用于控制打桩船的驱动装置、转向系统和压力舱。

进一步的，所述船体上安装推进系统，所述推进系统用于推动船体在水中移动。

本发明还公开了一种打桩船的移动方法，采用上述的打桩船，包括以下步骤：

S1：将压力舱中水排向储水箱；

S2：压力舱的水量降低到预定值后，控制横梁转动，使得压力舱向前移动；

S3：将储水箱中的水注入压力舱中，完成注水后，控制伸缩杆伸长，以这样的方式使得船体底部与淤泥的压力减小；

S4：控制横梁转动，使得船体向前移动；

S5：重复步骤S1到S4，使得船体移动到预定位置。

进一步的，所述步骤S2还包括在控制横梁转动前，控制压缩杆缩短使得压力舱预淤泥脱离接触。

进一步的，所述船体每侧至少包括两根横梁，通过控制同侧的横梁形成与船体不同的夹角带动船体转向。

本发明的有益技术效果为：

(1)当水深大于打桩船的吃水深度时，本发明的打桩船可以像普通打桩船一样通过锚固展开打桩作业，本发明的打桩船包括两侧的压力舱，压力舱上连接伸缩杆，伸缩杆可以上升并根据实际情况压力舱可以排水提供额外的浮力(移动时)，也可以提供额外的重量提高打桩时船身的稳定性(打桩时)。当水深小于打桩船的吃水深度或在无水滩涂上时，船身向压力舱中注入海水，并控制伸缩杆伸长，压力舱下降，船身坐底，压力舱与船体共同支撑在淤泥上进行打桩，解决了海水深度较浅时的打桩稳定性问题。在水深小于吃水深度及滩涂上移动时可以采用下述方法进行移动，先将压力舱的水排向船体，压力舱的重量显著减小，而船体的重量明显增加，将伸缩杆缩短，压力舱的重量较小，向上升起，使得压力舱与淤泥间的摩擦力减小或脱离接触，控制横梁向前移动，移动到合适位置后，伸缩杆伸长，压力舱重新与淤泥接触，将船体中的水注入两侧压力舱中，压力舱重量增大，而船体重量减小，将伸缩杆伸长，利用两侧压力舱作为支撑，使得船体向上升起，船体与淤泥间的摩擦力减小或船体与淤泥脱离接触，再通过横梁的移动带动船体向前移动。本发明的具体实施例中还设置了螺杆状的螺旋推进器，当通行条件较好时，也可以使用螺旋推进器单独进行移动或采用螺旋推进器结合上述方法进行移动。

(2)本发明的具体实施例中，还包括转向系统，转向系统通过控制压力舱带动船体进行转向，如在船体两侧设前后两个横梁，利用液压装置带动横梁转动，并利用船体前方的液压装置使船体前侧的横梁转动角度与后方横梁不同从而带动压力舱转动，压力舱注水后，利用相反的转动使得船体转向。

附图说明

图1为实施本发明的具体实施例1的左视图；

图2为实施例1的主视图

图3为实施例2的左视图；

图4为实施例2的俯视图；

图5为横梁与转座的结构；

图6为实施例2中横梁的转盘结构；

图7为伸缩杆转轴与转向齿轮的示意图；

图8为螺旋滚筒的示意图。

附图标记说明：1、船体；2、横梁；3、伸缩杆；4、压力舱；5、转座；6、底座；7、传动齿轮；8、转轴；9、转向齿轮；10、液压装置；11、转盘；12、盖体；13、进水口；14、控制系统；15、打桩装置；16、第一螺纹滚筒；17、第二螺纹滚筒。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

参照图1、图2和图5所示，本发明的一种潮间带打桩船，包括船体1和打桩装置15，所述船体1的两侧连接横梁2，横梁2的下方通过伸缩杆3与压力舱4连接，所述横梁2可在驱动装置驱动下沿水平方向转动。在本发明的实施例1中，打桩船的两侧分别镜像对称设置两根横梁2，同一侧的两根横梁2前后设置在船体1上，横梁2的一端固定在转座5上，所述转座5活动连接在底座6上，即转座5可相对底座6转动，所述底座6上安装有与转座5的轴固定连接的传动齿轮7，所述驱动装置通过齿轮减速机构驱动所述传动齿轮7带动转座5和横梁2缓慢转动，驱动装置可以为电机，横梁2的另一端与转轴8活动连接，即转轴8可相对横梁2转动，转轴8连接在伸缩杆3上，伸缩杆3可由电机驱动或液缸驱动，压力舱4固定在伸缩杆3上，压力舱4内可注入水，单侧压力舱4的注水量可以达到30吨以上，正常状态时，前后两根横梁2上的转轴8距离船体1中心线距离相同，压力舱4平行于船体1，当需要在淤泥中移动时，控制转座5转动带动排水后的压力舱4向前移动，压力舱4向前移动到合适位置后仍然与船体1平行，向压力舱4注水，反向转动转座5，此时船体1重量较小，船体1向前移动从而实现打桩船在潮间带移动。在此过程中，由于淤泥和结构之间的摩擦力决定了压力舱4移动还是船体1移动，因此可以通过改变压力舱4和船体1的重量来决定两者中的哪一个进行移动，进一步的，通过伸缩杆3的伸缩使得船体1或压力舱4与淤泥的接触压力变化进一步避免了非预期的相对移动。在本实施例1中，参照图7所示，转轴8与转向齿轮9固定，转向齿轮9可在电机驱动转动用于与横梁2配合，电机固定在横梁2上，当横梁2转动时，该电机可通过齿轮减速机构带动转向齿轮9和转轴8朝相反的方向转动，使得压力舱4保持与船体1平行。

参照图2、图4和图6所示，本发明的实施例2与实施例1基本相同，其区别仅在于实施例2中，采用液压装置10来带动横梁2转动，船体1的一侧与横梁2之间斜向安装液压装置10，通过液缸驱动横梁2转动。优选的，所述横梁2的一端设有转盘11并通过轴活动连接在船体1上，所述转盘11的下方设有底座6，底座6的中心设有轴，底座6的上表面设有滚珠，转盘11的中心孔穿过轴，转盘11的上方为盖体12。

参照图1和图3所示，在上述实施例1和实施例2中，所述压力舱4包括进水口13，进水口13可通过进水管连到海水中，进水口13设有阀，通过远程控制阀的启闭来开启进水口13，通过该进水口13可以直接将海水注入压力舱4中，压力舱4与船体1的储水箱通过管道连接，管道上可以设有泵，利用泵将海水泵入压力舱4或使得海水在压力舱4和储水箱中转移。上述通过泵抽吸的方式也可以采用改变压力舱4和储水箱的气压的方式实现，如当需要在压力舱4和储水箱之间转移水时，通过在对应的空间中注入空气，使其气压上升推动水流向其他空间。

在上述实施例1和实施例2中，通过控制压力舱4与船体1形成角度，再使得船体1转动与压力舱4形成平行来实现转向的，实施例1中，通过电机带动转座5转动，伸缩杆3连接的转轴8反向转动，使得压力舱4向前移动，当前、后横梁2的动作相同时，压力舱4保持与船体1平行，打桩船向前直行，而当同一侧前后横梁2的动作不一致时，如前横梁2转动更大的角度时，压力舱4就不与船体1平行，船体1两侧的横梁2各自动作使得两侧压力舱4保持平行，压力舱4注水，通过伸缩杆3抬升船体1使船体1减小与淤泥的压力后，利用电机反向驱动转座5，此时，压力舱4和横梁2不转动，而船体1转动至与压力舱4平行，完成转向。实施例2转向原理与实施例1基本相同，区别在于实施例2中利用液压装置10带动横梁2使得压力舱4转向，压力舱4转向后，压力舱4注水作为支撑，而船体1通过伸缩杆3向上升起，再利用液压装置10带动船体1转向与压力舱4的方向一致完成转向。

打桩船还包括控制系统14，控制系统14用于协调控制打桩船的移动系统，采用操作杆发出对应的指令，控制系统根据指令控制和协调包括转向系统、压力舱浮力系统、驱动装置完成对应的动作。

在上述实施例1和2中，所述船体1上安装推进系统，所述推进系统用于推动船体1在水中移动。

在上述实施例1和实施例2中，还可以包括类似螺杆的第一螺旋滚筒16和第二螺纹滚筒17，参图8所示，可以将压力舱4的外部设置螺纹状叶片形成第一螺旋滚筒16，第一螺旋滚筒通过轴连接到支撑架上，支撑架连接到伸缩杆3上，第一螺旋滚筒可在驱动装置如电机驱动下转动获得轴向的动力，用于辅助压力舱向前移动或转动，以克服某些情况下压力舱4向前移动困难的问题。第一螺纹滚筒16也可以独立设置，比如设在压力舱4上。此外，参照图1、图2所示，第二螺纹滚筒17还可以设在船体1的下方或可升降的设置在船体1下方的槽中，用以当船体1需要向前移动而船体1与淤泥间的摩擦力大于压力舱4与淤泥之间时辅助船体1向前移动。在本实施例中，当通行条件良好时，也可以单独使用螺旋滚筒的转动来实现船身1的前进、横向平移，当其第二螺纹滚筒17水平转至横向时并旋转螺纹滚筒时就可以实现横向平移，后退可以通过发动机带动螺纹滚筒反向转动来实现。

本发明还公开了一种打桩船的移动方法，采用上述的打桩船，包括以下步骤：

S1：将压力舱4中水排向储水箱；

S2：压力舱4的水量降低到预定值后，控制横梁2转动，使得压力舱4向前移动；

S3：将储水箱中的水注入压力舱4中，完成注水后，控制伸缩杆3伸长，以这样的方式使得船体1底部与淤泥的压力减小；

S4：控制横梁2转动，使得船体1向前移动；

S5：重复步骤S1到S4，使得船体1移动到预定位置。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。